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编号:10272663
窒息新生儿多器官血流动力学和心脏功能的研究
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 2000年第1期
     作者:曹海英 孟繁女亢 李建国

    单位:曹海英(102500 北京燕化医院超声科);孟繁女亢(河北医科大学附属四院儿科);李建国(北京医科大学人民医院超声科)

    关键词:窒息;新生儿血流动力学;多脏器

    中国超声医学杂志000113 摘 要 目的:研究新生儿多脏器损伤的机理,提供早期诊断方法。方法:应用Ultramark-9(HDI)彩色超声诊断仪等研究同一窒息儿脑、肾、胃肠血流动力学和心脏功能的变化。结果:(1)新生儿窒息后各脏器血液灌流量均减少,但程度不一致,以肠道最先受累且程度最重恢复最慢;(2)心功能障碍是窒息的常见并发症,其特点是舒张功能首先受累,收缩功能障碍则右室重于左室;(3)低氧血症是新生儿窒息的病理生理基础,且与各脏器损伤的程度具有高度的相关性。结论:(1)血流动力学紊乱,血流量尤其舒张期血流量减少是新生儿窒息各脏器损伤的主要原因;(2)新生儿在应激状态下不但生命与非生命器官间,且在不同的非生命器官之间亦存在着血流再分布;(3)超声检测各脏器血流动力学变化,可用于新生儿窒息多脏器损伤的早期诊断。
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    Study on the Hemodynamics of Multiple Organs and Cardiac

    Function in Asphyxiated Neonates

    Cao Haiying,Meng Fanhang,Li Jianguo

    Beijing Yanhua Hospital Beijing 102500

    ABSTRACT Objective:To study the pathogenesis of multiple organs in asphyxiated neonates and to offer early diagnostic methods.Methods:The changes of hemodynamics of brain,kidney,gastrointestinal tract and heart function in thirty asphyxiated newborn infants were examined by using Ultramark-9 ultrasonography.Results:(1)The blood perfusion of organ involved was decreased with different degree;(2)Cardiac dysfunction was the common complication,right ventricular systolic dysfunction was dominated.The diastolic dysfunction appeared earlier than systolic dysfunction;(3)The hypoxemia was the important pathophysiologic basis of the organ damage and significantly correlated with the degree of the organs involved.Conclusion:Neonatal asphyxiated will induce hemodynamic disturbance of many organs including the heart.
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    KEY WORDS Asphyxia Neonatal hemodynamics Multiple organs

    运用超声研究新生儿窒息后脏器血流动力学变化,国内外多限于对单一器官的观测。近来,我们对同一窒息患儿脑、肾、胃肠血流动力学变化及左、右心室功能进行了同步的、有对照组的动态观察,结果如下:

    资料与方法

    资料:窒息组30例,男14例,女16例;重度窒息10例,轻度窒息20例;伴宫内窘迫12例,无宫内窘迫18例。对照组为正常新生儿25例,男14例,女11例。两组胎龄均为37~42周,出生体重2500~4000g。

    方法:(1)仪器:(HDI)Ultramark-9型彩色超声仪。(2)观察指标:①脑、肾、胃肠的血流动力学参数,包括收缩期峰值流速(PSFV,cm/s)、舒张末血流速度(EDFV,cm/s),时间平均流速(TMFV,cm/s)、搏动指数(PI)及阻力指数(RI)。②心脏功能指标:收缩功能指标为左室射血分数(EF%),右室每分钟输出量(CO,L/min),左右心室射血前期与射血时间比值(LPEP/LVET、RPEP/RVET)及左右心室加速时间与射血时间比值(LVAT/LVET、RVAT/RVET);舒张功能指标为二尖瓣和三尖瓣舒张晚期与舒张早期峰值流速(即A/E)比值。(3)检验方法:脑动脉血流频谱检测:探头(频率4-2MHz)置于新生儿头颅双侧颞部作水平扫查,清晰显示大脑Willis环。肾动脉血流频谱检测:探头(频率10~5MHz)经测腹部作肾脏冠状切面扫查。腹腔动脉干及肠系膜上动脉血流频谱检测:探头频率为10~5MHz。心功能检测:探头频率3~2MHz,常规作心脏各切面检查。(4)检测时间:窒息儿于生后24小时内、72小时、7天及12~14天检测,对照组于生后1~7天检查。另外,患儿入院时均取动脉血作血气分析。
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    统计方法:两组各参数间的比较均输入微机作t检验及相关性检验等。

    结果

    1.新生儿窒息脑血流动力学变化(表1):窒息新生儿脑动脉血流速度PSFV、EDFV及TMFV均显著减慢,尤以EDFV下降幅度最大,从而PI及RI显著增高。复苏后上述指标于生后3天可恢复正常。

    表1 窒息新生儿脑动脉血流动力学参数变化(±s,cm/s) 组 别

    例 数

    部 位

    PSFV

    EDFV
, 百拇医药
    TMFV

    PI

    RI

    大脑前动脉

    窒息组

    ≤24小时

    30

    左

    36±9

    10±3

    18±4

    1.47±0.32

    0.73±0.07
, http://www.100md.com
    右

    36±12

    10±3

    19±6

    1.43±0.32

    0.73±0.08

    72小时

    20

    左

    58±6

    23±3

    36±4

    0.97±0.03
, http://www.100md.com
    0.60±0.04

    右

    56±7

    23±3

    35±4

    0.95±0.04

    0.58±0.03

    7天

    18

    左

    55±3

    34±2

    33±2
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    1.02±0.03

    0.60±0.03

    右

    56±4

    24±2

    33±2

    1.03±0.04

    0.60±0.03

    12~14天

    15

    左

    60±9

    24±4
, 百拇医药
    37±6

    0.99±0.09

    0.61±0.04

    右

    60±9

    24±4

    36±5

    0.99±0.10

    0.61±0.02

    对照组

    25

    左

    56±9
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    21±4

    34±5

    1.00±0.09

    0.61±0.02

    右

    55±8

    21±5

    32±5

    1.00±0.09

    0.61±0.02

    大脑中动脉

    窒息组

    ≤24小时
, 百拇医药
    30

    左

    41±9

    11±4

    21±7

    1.41±0.21

    0.72±0.07

    右

    40±10

    12±5

    21±6

    1.41±0.22

    0.72±0.08
, http://www.100md.com
    72小时

    20

    左

    65±8

    27±5

    40±4

    0.97±0.08

    0.59±0.03

    右

    66±5

    28±3

    41±5

    0.97±0.08
, http://www.100md.com
    0.59±0.03

    7天

    18

    左

    64±8

    26±4

    39±5

    0.98±0.05

    0.59±0.02

    右

    64±9

    25±2

    39±3
, 百拇医药
    1.00±0.04

    0.60±0.02

    12~14天

    15

    左

    63±9

    28±5

    41±7

    0.98±0.08

    0.60±0.04

    右

    64±12

    27±5
, 百拇医药
    41±6

    0.99±0.09

    0.61±0.06

    对照组

    25

    左

    61±7

    23±2

    36±5

    1.02±0.07

    0.61±0.04

    右

    61±8
, 百拇医药
    23±3

    36±4

    1.02±0.08

    0.61±0.04

    大脑后动脉

    窒息组

    ≤24小时

    30

    左

    25±8

    7.5±2.7

    14±4

    1.44±0.32
, 百拇医药
    0.71±0.08

    右

    27±9

    7.6±4.0

    15±5

    1.38±0.30

    0.71±0.07

    72小时

    20

    左

    40±5

    16.2±2.0

    25±3
, http://www.100md.com
    0.94±0.03

    0.58±0.03

    右

    40±3

    16.4±2.1

    24±1

    0.96±0.03

    0.57±0.04

    7天

    18

    左

    41±5

    16.5±1.8
, 百拇医药
    25±3

    1.03±0.06

    0.61±0.02

    右

    42±4

    16.5±1.5

    26±4

    1.00±0.06

    0.60±0.03

    12~14天

    15

    左

    45±9
, 百拇医药
    17.9±3.9

    26±6

    0.99±0.08

    0.60±0.03

    右

    43±8

    17.0±4.1

    26±5

    0.99±0.09

    0.60±0.04

    对照组

    25

, http://www.100md.com     左

    41±5

    16.3±3.4

    26±5

    0.93±0.07

    0.59±0.03

    右

    41±5

    16.5±3.0

    26±5

    0.94±0.08

    0.60±0.04

    注:24小时内各参数与对照组相比,P值均<0.01;24小时与72小时比较,P值均<0.01,72小时后各组之间与对照组比较P>0.05,对照组及窒息左右两侧相应参数间分别比较,P值均>0.05。
, 百拇医药
    2.窒息新生儿肾动脉血流动力学变化(表2):窒息将导致新生儿肾脏血液灌流阻力增加及血液灌注量减少。复苏后至生后一周末可逐渐恢复正常。

    表2 窒息新生儿肾动脉血流动力学变化(±s,cm/s) 组 别

    例 数

    部 位

    PSFV

    EDFV

    TMFV

    PI

    RI

    窒息组
, 百拇医药
    ≤24小时

    30

    左

    26±6

    4.9±1.4

    11.4±4.1

    1.98±0.27

    0.81±0.03

    右

    25±7

    4.7±1.3

    10.5±3.1

    1.95±0.25
, 百拇医药
    0.81±0.03

    72小时

    20

    左

    27±6

    6.6±1.3

    12.6±2.0

    1.61±0.25

    0.75±0.03

    右

    26±8

    6.4±1.8

    12.8±2.4
, 百拇医药
    1.53±0.17

    0.75±0.03

    7天

    18

    左

    44±5

    14.1±2.0

    25.5±3.0

    1.21±0.11

    0.68±0.02

    右

    44±5

    13.9±2.5
, 百拇医药
    24.9±2.8

    1.21±0.07

    0.68±0.01

    12~14天

    15

    左

    50±7

    16.3±4.9

    28.3±5.6

    1.19±0.12

    0.68±0.04

    右
, 百拇医药
    50±8

    16.5±5.3

    27.8±6.6

    1.19±0.09

    0.68±0.03

    对照组

    25

    左

    45±8

    13.1±2.3

    26.1±5.9

    1.20±0.10
, 百拇医药
    0.69±0.03

    右

    45±8

    13.9±2.3

    26.1±5.0

    1.19±0.12

    0.69±0.03

    注:24小时内与对照比较,P值均<0.01;7天后与对照组比较,P值均>0.05,正常及窒息儿左右两侧各血流参数间分别比较,P值均>0.05。

    3.窒息儿腹腔动脉干和肠系膜上动脉血流参数变化(表3):新生儿窒息后肝、脾、胃肠等非生命器官的血液灌注量均显著减少。尤以肠系膜上动脉变化最明显,其舒张末血流速度常降至零(图1~2),尤其中度以上窒息时,本组6例(20%)。
, 百拇医药
    图1 正常新生儿SMA血流频谱

    PSFV、TMFV下降,EDFV为零,RI值为1

    图2 窒息儿SMA血流频谱

    表3 窒息新生儿腹腔动脉干和肠系膜上动脉血流动力学变化(±s,cm/s) 组 别

    例 数

    PSFV

    EDFV

    TMFV

    PI
, 百拇医药
    RI

    腹腔动脉干

    窒息组

    ≤24小时

    20

    60±17

    13.2±4.3

    29±8

    1.62±0.32

    0.76±0.09

    7 天

    10

    73±19*
, 百拇医药
    14.8±3.8

    31±9

    1.64±0.35

    0.75±0.10

    对照组

    20

    93±21

    37.4±7.5

    56±11

    1.00±0.22

    0.60±0.05

    肠系膜上动脉
, 百拇医药
    窒息组

    ≤24小时

    20

    60±19

    6.9±5.2

    29±10

    2.24±0.32

    0.89±0.07

    7 天

    10

    69±13

    16.4±3.8*
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    33±10

    1.64±0.30*

    0.74±0.10*

    对照组

    20

    92±21

    25.4±8.5

    42±5

    1.60±0.21

    0.72±0.04

    注:24小时内与对照组比较,P<0.01;与24小时内比较,*P<0.05 4.窒息新生儿心功能的变化(表4):窒息儿左右心室的收缩和舒张功能均受到严重抑制。左室EF下降,右室CO减少,左右心室的射血前期及加速时间均显著延长,A/E比值倒置(图3~4)。复苏后心脏的舒张功能至生后3天,收缩功能至生后7天可逐渐恢复正常。
, 百拇医药
    图3 正常新生儿二尖瓣血流频谱(A/E>1)

    图4 窒息儿二尖瓣血流频谱(A/E<1)

    (注:三尖瓣血流频谱变化与二尖瓣一致)

    表4 窒息新生儿心脏功能的变化(±s) 组别及

    时间

    例

    数

    左 心 功 能

    右 心 功 能
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    EF(%)

    LPEP/LVET

    LVAT/LVET

    A/E

    CO(L/min)

    RPEP/RVET

    RVAT/RVET

    A/E

    ≤24小时

    30

    55±8*

    0.45±0.05**
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    0.32±0.05**

    0.73±0.12*

    0.76±0.15**

    0.44±0.05**

    0.35±0.03**

    0.89±0.11*

    72小时

    20

    59±8

    0.39±0.06**
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    0.28±0.05**

    1.07±0.20

    1.05±0.25

    0.35±0.08**

    0.34±0.06**

    1.20±0.23

    7 天

    18

    62±5

    0.32±0.01

    0.25±0.02
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    1.14±0.10

    1.30±0.02

    0.30±0.02

    0.29±0.03

    1.21±0.06

    12~14天

    15

    61±6

    0.31±0.03

    0.26±0.03

    1.08±0.11

    1.29±0.13
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    0.29±0.04

    0.26±0.04

    1.19±0.10

    对照组

    25

    62±5

    0.32±0.02

    0.25±0.02

    1.09±0.11

    1.12±0.13

    0.26±0.02

    0.28±0.04
, 百拇医药
    1.21±0.11

    注:与对照比较,*P<0.05,**P<0.01

    讨论

    1.血流动力学紊乱是窒息新生儿各脏器损伤的主要原因

    本文结果表明,新生窒息缺氧后的反应首先表现为各脏器的血流动力学变化。窒息缺氧将导致脑、肾、胃肠等各脏器血液灌注阻力增加,血流速度减慢,尤以舒张期最明显,进而导致各组织器官损伤和功能障碍。但各脏器受影响的程度不一致,本组窒息儿各脏器舒张末血流速度减慢的程度为脑53%,肾脏62%,肠系膜上动脉73%。动态观察发现脑动脉血流动力学变化至生后3天即可恢复正常;而肾血流动力学变化需至生后一周方能逐渐恢复正常。胃肠道血流变化则恢复最慢,一周内仅1/5可恢复正常,80%需一周后才能恢复,程度较重者常需12~14天以后方能恢复正常。可见在上述各器官中以肠道最先受累且程度最重恢复最慢,肠系膜上动脉的血流速度在舒张期常降至零。随窒息程度的加重,其它器官(包括生命器官)亦可见到此现象,甚至出现舒张期反流造成逆灌注〔1〕。反应了新生儿在应激状态下生命与非生命器官间的血流再分布现象及其变化规律〔2,3〕。血流再分配在脑的不同部位之间亦存在,当脑血液灌流明显降低时,大脑前、中、后动脉血供的终末端最先受累,以保证丘脑、脑干、小脑等生命中枢部位的血流灌注。当窒息缺氧为完全性时则任何器官间和脑内血流分布均无意义,脑损伤常发生在代谢最旺盛的部位即丘脑和脑干。因血流动力学变化早于临床症状、形态学变化及生化指标的异常,故可用于早期诊断。
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    2.心脏功能障碍是新生儿窒息常见并发症

    研究表明,窒息缺氧可导致新生儿心功能障碍〔4〕。本资料中,左室收缩功能异常21例(70%),右室收缩功能异常27例(90%)。而全部患儿均有不同程度左、右心室舒张功能障碍(100%),且早于收缩功能异常,可能与窒息后心肌细胞内钙离子浓度异常增加致心肌细胞兴奋-收缩脱偶联障碍有关。收缩功能异常则右室重于左室,可能与肺循环阻力增高有关。但心脏舒张功能虽易受累,恢复亦快,可于生后3天内恢复正常;而心脏收缩功能除EF和CO恢复较快外,其余指标则需至生后7天才能恢复正常。

    3.窒息程度与宫内窘迫对脑肾血流动力学和心功能影响

    本文还以脑、肾血流和心脏功能的变化为例,比较了轻度窒息、重度窒息及宫内窘迫伴窒息对上述指标的影响,结果表明重度窒息会加重各脏器血流动力学紊乱,但宫内窘迫的影响更大。故应加强产前监护,及时发现宫内窘迫并予以正确处理。
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    4.低氧血症与各脏器血流动力学变化的关系

    本组30例中除因抢救时吸入高浓度氧的2例外,其余均表现为不同程度的低氧血症。且其程度与脑肾血流速度减慢及左室射血分数降低的程度均呈高度正相关(r=0.88~0.95,P<0.01);脑肾血流速度减慢及左室射血分数降低的程度与PH值亦呈高度正相关(r=0.87~0.91,P<0.01)。可见,低氧血症既是新生儿窒息的必然结果,又是各脏器损伤和功能障碍的病理生理基础,而酸中毒则又进一步加重了各器官组织损伤的程度。

    总之,血流动力学的病理变化是新生儿窒息各脏器损伤的主要原因。超声监测各脏器血流动力学和心功能变化,具有简便、无创、特异性强等优点,既能早期发现各脏器功能障碍,又可动态观察其恢复过程,值得临床推广应用。

    参考文献

    1.Van Bel E,Van Zwieten P,Guif GL.Superior mesenteric blood flow velocity and estimated volume flow.Duplex Doppler US study of preterm and term neonates.Radiology,1990,174(1):165~169
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    2.Deeg KH,Rupprecht T,Schmid E.Doppler sonographic detection of increased flow velocities in the celiac trunk and superior mesentery artery in infants with necrotizing enterocolitis.Pediatr Radiol,1993,23(8):578~582

    3.Akinbi H,Abbasi S,Hilpert PL,et al.Gastrointestinal and renal blood flow velocity profile in neonates with birth asphyxia.J Pediatr,1994,125(4):625~627

    4.Tsivyan PB,Vasenina AD.Left ventricular systolic and diastolic function in term neonates after mild perinatal asphyxia.European Journal of Obsterics & Gynecology and Reproductive Biology,1991,40:105~110

    1999-07-09, 百拇医药